針對燃油鍋爐改造成燃氣鍋爐安全經(jīng)濟運行的探討

闕小穎

【摘要】隨著某市LNG天然氣工程開始投入使用，國際燃油節(jié)節(jié)攀升，越來越多的燃油鍋爐改裝成燃天然氣鍋爐。不管是從經(jīng)濟效益還是社會效益上，燃氣鍋爐都比燃油鍋爐具有絕對的優(yōu)勢[1]。但是在改造運行過程中，存在一些不安全和不經(jīng)濟因素，本文針對燃油鍋爐改裝成燃氣鍋爐的安全經(jīng)濟運行進行探討。

【關(guān)鍵詞】燃油鍋爐；燃氣鍋爐；安全經(jīng)濟運行

1.背景

某市是LNG燃氣工程的中轉(zhuǎn)站，2009年開工至今，該市部分城鎮(zhèn)已投入天然氣使用。隨著國際燃油節(jié)節(jié)攀升和相對經(jīng)濟的天然氣資源，和迫于節(jié)能和環(huán)保的要求，越來越多企業(yè)的燃油鍋爐都改裝成燃氣鍋爐。改裝后的鍋爐雖然滿足一定經(jīng)濟和環(huán)保的要求，但是由于中小企業(yè)缺乏相關(guān)燃氣鍋爐最大能效利用知識，造成不能最大利用余熱，從而導致鍋爐燃燒效率偏下，甚至不能達到預(yù)期的效果，同時燃氣鍋爐相對與燃煤、燃油鍋爐，其防爆性要求非常高，尤其是天然氣，天然氣的爆炸極限為5%～15%，如果發(fā)生泄露極易產(chǎn)生爆炸，然而部分企業(yè)缺乏對燃氣鍋爐的專業(yè)知識，改裝后的燃氣鍋爐又存在一些安全隱患，影響鍋爐的安全經(jīng)濟運行。

2.鍋爐的經(jīng)濟運行

燃油鍋爐改裝成燃氣鍋爐的目的是為了最大的減少生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟效益，但筆者在日常檢驗過程中，發(fā)現(xiàn)改裝后的鍋爐并沒有達到預(yù)期的效益。從對工業(yè)鍋爐的能效測試結(jié)果的統(tǒng)計分析可知，一般來說，在正常運行的燃氣工業(yè)鍋爐的各項熱損失中，熱損失最大的為排煙熱損失q2，占了鍋爐熱損失的70％～80％，而氣體未完全燃燒損失q3,散熱損失q5,這兩項只占熱損失的20％～30％。現(xiàn)以某市企業(yè)一臺型號為WNS4-1．25-Y鍋爐為例，我們按照《工業(yè)鍋爐能效測試評價規(guī)則》中鍋爐運工況熱效率測試方法進行測試，結(jié)果如下：

經(jīng)過現(xiàn)場測試與分析，該改裝燃氣鍋爐燃燒效率為82.46%，沒有達到《鍋爐節(jié)能技術(shù)監(jiān)督管理規(guī)程》TSG G0002-2010的限定值效率90%要求。造成該鍋爐效率不足的主要問題在與排煙熱損失，然而造成排煙熱損失較大的主要原因在于鍋爐的排煙溫度及過量空氣系數(shù)超標。在多家受檢的改裝鍋爐中，普遍存在以上問題，造成以上問題的主要原因在于：改裝后的鍋爐，沒有嚴格按照燃氣鍋爐的操作規(guī)范進行操作，燃燒風量配比不正確；使用單位對改裝后的鍋爐能效利用認識不足，由于燃氣鍋爐尾部煙氣露點溫度較低，一般為50℃～70℃，腐蝕性氣體含量很少，完全可以采用全冷凝式或半冷凝式回收尾部余熱，但是大多鍋爐均沒有對尾部余熱進行回收，直接排放。

通過現(xiàn)場分析，該鍋爐可以進行能效優(yōu)化，可以根據(jù)燃氣成份進行調(diào)整風量配比，使過量空氣系數(shù)控制在1.1以下，還可以進行鍋爐尾部煙氣全冷凝式或半冷凝式回收，控制排煙溫度在100℃以下。從經(jīng)濟上來說，經(jīng)過優(yōu)化的鍋爐，燃燒效率可達93.91%，效率提高11.45%，節(jié)能潛力較大，該鍋爐每天燃氣450立方，每天可以節(jié)省燃氣51.53立方，每標準立方天然氣5元，一年燃燒360天記，每年可以節(jié)省9.27萬元，然而該企業(yè)改裝鍋爐費用不足3萬元。雖然從單臺鍋爐來看節(jié)能效益不明顯，但從國家長遠發(fā)展戰(zhàn)略來看，節(jié)能減排不僅惠及當代，更是功在千秋。

3.鍋爐的安全運行

（1）司爐工對燃氣鍋爐安全意識比較薄弱。改裝后的燃氣鍋爐，司爐工仍然沿用燃油鍋爐的操作方法及工作經(jīng)驗，對燃氣鍋爐的操作規(guī)范和專業(yè)知識嚴重不足。如：部分司爐工不懂得天然氣主要成分，天然氣作為燃燒物質(zhì)的鍋爐房，必須做好天然氣泄漏監(jiān)測工作，而大部分企業(yè)都沒有做到這一點；司爐工主要是根據(jù)企業(yè)負荷運行的需要，沒有經(jīng)過點火前或加火的檢查便隨意點火或升火，點火前應(yīng)檢查鍋爐本體各部閘門是否開關(guān)正常，檢查天然燃氣壓力是否正常，不宜過高或過低，打開給鍋爐的供氣閥門，煙道上的擋板必須全部開啟，否則吹風清洗受影響，造成事故的隱患。因此，企業(yè)在鍋爐改造完成后，應(yīng)對鍋爐操作人員和管理人員進行安全培訓，并及時建立起燃氣鍋爐的操作規(guī)程和安全巡回檢查制度。鍋爐的使用應(yīng)嚴格按照規(guī)定程序進行，在整個鍋爐系統(tǒng)點火前應(yīng)進行嚴格檢查，排除爐內(nèi)可能積存的燃氣，防止爆炸發(fā)生。

（2）改裝后的鍋爐房不合理，空間過于窄小，通風量不足；燃氣鍋爐房內(nèi)應(yīng)至少有每小時不少于3次的換氣量，換氣量中不包括鍋爐燃燒用氣量，在正常使用狀態(tài)下應(yīng)有每小時不少于6次的換氣量，在事故狀態(tài)下要有每小時不少16于12次的換氣量[2]。當自然通風不能滿足要求時，應(yīng)設(shè)置機械通風裝置。以上均是為了保證排除各房間內(nèi)空氣中易燃易爆油氣而規(guī)定設(shè)置的最小通風量。所以由于廠房的限制，鍋爐房的空間不能擴大時，同時自然通風不能滿足要求，應(yīng)設(shè)置機械通風，已保證鍋爐房的換氣量。同時鍋爐房，必須做好天然氣泄漏監(jiān)測工作，防止天然氣泄露的事故發(fā)生[3]。

（3）改裝后的鍋爐仍然采用原有的燃油機頭，有些燃燒機頭過于老化，自動化程度不高，沒有燃氣高壓控制器或反應(yīng)不靈敏。當燃氣壓力過高時，鍋爐會出現(xiàn)脫火現(xiàn)象，甚至在爐膛內(nèi)發(fā)生爆炸，因此燃燒器必須在設(shè)計的燃氣壓力下運行，超高或過低均應(yīng)啟動切斷裝置。

（4）鍋爐運行期間，應(yīng)確保各項安全保護裝置靈敏可靠。如：高低水位報警；低水位自動進水；鍋筒超壓聯(lián)鎖裝置；點火與熄火保護裝置等。鍋爐運行期間，應(yīng)定期進行安全保護裝置功能試驗，然而筆者在檢驗過程中，有部分司爐工不會進行功能試驗，甚至不懂這些安全保護裝置的重要性。

（5）燃氣鍋爐相對與燃煤、燃油鍋爐，其防爆性要求非常高，尤其是天然氣，天然氣的爆炸極限為5%～15%，如果發(fā)生泄露極易產(chǎn)生爆炸，可燃混合氣體在密閉容積內(nèi)爆炸時，所產(chǎn)生壓力，對于不同的燃氣大約為0.75Mpa-1.65MPa。因此改裝后的燃氣鍋爐應(yīng)該配備針對天然氣燃燒的合格防爆門。但是絕大多數(shù)的使用單位均忽視這一點，大多改裝后的燃氣鍋爐仍然采用原有燃油鍋爐，并且已經(jīng)使用很久的防爆門，更有老式的燃油鍋爐沒有設(shè)置防爆門。所以燃油鍋爐改燒燃氣后必須安裝合適的防爆門，防爆門面積按爐膛和煙道的容積選取并應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定，一般取0.025m2／m3，防爆門應(yīng)安裝在容易泄爆的地方，爐膛、煙道尤其是在煙道中難以避免的死角、轉(zhuǎn)彎處、悶頂?shù)纫子诰奂扇細怏w的停滯區(qū)都是最容易發(fā)生爆炸的部位，因此，防爆門通常安裝在燃氣鍋爐的爐膛和煙道以及其他易受到鍋爐爆炸時產(chǎn)生的壓力波沖擊的部位，一旦這些部位發(fā)生可燃氣體的爆炸由防爆門泄壓，防止鍋爐本體受損、爐墻倒塌，防止人員傷亡。

4.結(jié)束語

我們知道不管是從經(jīng)濟效益還是社會效益上，燃氣鍋爐都比燃煤、燃油鍋爐具有絕對的優(yōu)勢[4]。我國是資源消耗大國，可持續(xù)發(fā)展、保護自然環(huán)境是整個社會的共識，燃氣鍋爐采用的天然氣作為最清潔的能源，產(chǎn)生的污染最少，能源利用率高。因此，燃氣鍋爐的推廣應(yīng)用必是大勢所趨，其具有著廣闊的發(fā)展空間。但是在最求各種效益的同時，必須充分了解改裝后的鍋爐屬性，發(fā)揮效率最大化，要不就會適得其反，不能真正的發(fā)揮它的節(jié)能效益；同時改裝后的燃氣鍋爐，必須采取相應(yīng)的安全措施，確保鍋爐安全運行。因此，為保證燃氣鍋爐安全運行，我們可以采取相應(yīng)的措施。如在燃氣鍋爐上采用先進的計算機控制系統(tǒng)，由于社會上管理水平、司爐工素質(zhì)參差不齊的狀況下，眾多的改裝燃氣鍋爐分散于城區(qū)，存在諸多安全隱患。因此，我們應(yīng)當吸取近年來小煤窯、煙花廠分散管理、事故頻發(fā)、傷亡慘重的教訓，對燃氣鍋爐的安全運行給予足夠的重視，防范事故的發(fā)生，維護社會的經(jīng)濟發(fā)展。[科]

【參考文獻】

［１］王洪玉.淺談燃氣鍋爐的優(yōu)越性和應(yīng)用前景[J].科學實踐.

［２］燃油燃氣鍋爐房設(shè)計手冊編寫組[M].北京：機械工業(yè)出版社.

［３］李睿，劉建海．淺析燃氣鍋爐房通風量的計算[J]．輸配與應(yīng)用，2011(2).

［４］李迎建，李群．燃天然氣和燃油鍋爐熱效率及供熱成本分析[J]．石油與天然氣化工，2003(1).